專利名稱：切削加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種切削加工方法，該切削加工方法用于使用具有切削 刃的切削工具對(duì)由金屬等形成的工件進(jìn)行切削加工。
背景技術(shù)：
在使用具有切削刃的切削工具對(duì)由金屬等構(gòu)成的工件進(jìn)行切削加工 的情況下，當(dāng)切削工件(被加工物)時(shí)產(chǎn)生的切屑堆積于工件表面上時(shí)， 切削刃會(huì)咬入該堆積著的切屑，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致切削刃崩刃或工件的加工精 度變差。此外，由于切屑通過(guò)摩擦而發(fā)熱到高溫，因此，當(dāng)切屑堆積于 工件表面時(shí)，有時(shí)切削刃或工件會(huì)發(fā)生熱變形而導(dǎo)致工件加工精度變差， 因此，作為將堆積于切削加工點(diǎn)(切削刃與工件接觸的接觸部分)的切 屑排除的方法，如非專利文獻(xiàn)1那樣提出有如下方法設(shè)置較大的蓋罩， 以覆蓋切削工具或支承切削工具的夾具，利用強(qiáng)力的抽吸裝置來(lái)抽吸該 蓋罩內(nèi)部，從而從切削加工點(diǎn)周圍吸取切屑。非專利文獻(xiàn)l:工具工程師(Tool-Engineer ) 2007年6月號(hào)但是，如非專利文獻(xiàn)1所述，利用抽吸裝置來(lái)抽吸用于覆蓋切削工 具或夾具的蓋罩內(nèi)部的方法，由于其對(duì)可應(yīng)用的工具有所限定，因此難 以在加工中心等利用其他種類工具的裝置中采用，此外，由于需要用蓋 罩覆蓋住整個(gè)切削工具，因此也無(wú)法采用到具有自動(dòng)更換工具裝置 (ATC)的機(jī)床中。除此之外，為了回收因離心力而從切削加工點(diǎn)飛散 出去的切屑，必須使用強(qiáng)力的抽吸裝置，從而也存在耗電大這一不良情 況。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種切削加工方法，其目的在于解決上述現(xiàn)有切削工具的問(wèn)題點(diǎn)，以較小的耗電就能夠從切削加工點(diǎn)周圍高效地排除切屑，能 夠?qū)ぜ?shí)施高精度的切削加工。在所述的本發(fā)明中，第一技術(shù)方案所述的發(fā)明的特征在于，切削加 工方法利用前端設(shè)置有切削刃的切削工具，通過(guò)使該切削工具對(duì)工件相 對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)對(duì)工件進(jìn)行切削加工，其中，上述切削工具在與切削刃的前刀 面鄰接的部分設(shè)置切槽狀的開(kāi)口部，并在內(nèi)部形成與該開(kāi)口部連通的抽 吸通路，使油性切削液存在于切削加工點(diǎn)周圍，通過(guò)使抽吸通路內(nèi)成為 負(fù)壓，從而從開(kāi)口部抽吸在切削加工點(diǎn)周圍的油性切削液，同時(shí)對(duì)工件 進(jìn)行切削加工。第二技術(shù)方案所述的發(fā)明的特征在于，切削加工方法利用前端設(shè)置 有切削刃的切削工具，通過(guò)使該切削工具對(duì)工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)對(duì)工件進(jìn)行 切削加工，其中，上述切削工具在與切削刃的前刀面鄰接的部分設(shè)置切 槽狀的開(kāi)口部，并在內(nèi)部形成與該開(kāi)口部連通的抽吸通路，使水性切削 液存在于切削加工點(diǎn)周圍，通過(guò)使抽吸通路內(nèi)成為負(fù)壓，從而從開(kāi)口部 抽吸在切削加工點(diǎn)周圍的水性切削液，同時(shí)對(duì)工件進(jìn)行切削加工。在第一、第二技術(shù)方案所述的切削加工方法中，切削加工點(diǎn)周圍的 介質(zhì)，并不僅限于空氣，也可以置換為空氣以外的氣體或液體。此外， 存在于切削加工點(diǎn)周圍的油性或水性切削液既可以噴霧或涂敷在工件 上，也可以在切削加工中以霧狀供給切削加工點(diǎn)。在第一或第二技術(shù)方案所述的發(fā)明的基礎(chǔ)上，第三技術(shù)方案所述的 發(fā)明的特征在于，通過(guò)預(yù)先將切削液涂敷在工件的切削加工面上，從而 可以使切削液存在于切削加工點(diǎn)周圍。根據(jù)第一技術(shù)方案的切削加工方法，經(jīng)由抽吸通路從切槽狀的開(kāi)口 部對(duì)切削加工點(diǎn)進(jìn)行抽吸，產(chǎn)生沿著切削刃的前刀面的高速空氣流，來(lái) 促進(jìn)前刀面上的油性切削液對(duì)切屑的潤(rùn)滑，從而能夠以較少能量從切削加工點(diǎn)高效地排除切屑。另外，在利用微量潤(rùn)滑法(MQL: Minimun Quantity Lubrication:向切削加工點(diǎn)附近供給成為霧沫狀的微量切削液的 方法)的情況下，即使不能準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)用于噴射油性切削液霧沫的噴嘴的 方向，也能夠較高地保持切削液的潤(rùn)滑性能。因此，根據(jù)第一技術(shù)方案的切削加工方法，能夠高精度地加工工件。根據(jù)第二技術(shù)方案的切削加工方法，經(jīng)由抽吸通路從切槽狀的開(kāi)口 部抽吸切削加工點(diǎn)，從而可瞬間吸取被切削熱汽化后的切削液蒸汽，可 將加工點(diǎn)周圍的蒸汽壓保持得較低，從而可高效地吸收連續(xù)產(chǎn)生的切削 熱(摩擦熱)，因此能夠高效地抑制切削加工點(diǎn)周圍的溫度上升。此外， 在利用微量潤(rùn)滑法的情況下，即使不能準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)用于噴射水性切削液 霧沫的噴嘴的方向，也能夠高效地抑制切削加工點(diǎn)周圍的溫度上升。因 而，根據(jù)第二技術(shù)方案的切削加工方法，能夠高精度地加工工件。第三技術(shù)方案的切削加工方法，通過(guò)預(yù)先將切削液涂敷在工件的切 削加工面上，從而可以使切削液存在于切削加工點(diǎn)周圍，所以無(wú)需使用 用于噴射切削液霧沫的噴嘴等，因此能夠以低成本對(duì)工件進(jìn)行切削加工。


圖l是球頭立銑刀的主視圖(a是整體圖，b是前端部分的放大圖)。 圖2是球頭立銑刀的左側(cè)視圖(a是整體圖，b是前端部分的放大圖)。 圖3是球頭立銑刀的仰視圖。圖4是表示從切槽狀的開(kāi)口部吸入空氣的狀況的說(shuō)明圖。 圖5是表示從切削加工點(diǎn)周圍排除切屑的狀況的說(shuō)明圖。 圖6是表示使用球頭立銑刀的切削加工的狀況的說(shuō)明圖。 圖7是表示在使用球頭立銑刀的切削加工中所測(cè)定到的切削動(dòng)力減 小率的圖表。 符號(hào)說(shuō)明1:球頭立銑刀； 2:立銑刀主體；Q 生SJ: 皿早； 5:切削刃； 7:抽吸通路； 8:抽吸槽； 9:抽吸凹部；10:抽吸槽； 12:開(kāi)口部； S:前刀面。
具體實(shí)施方式
以下，按照附圖，對(duì)本發(fā)明的切削加工方法的一個(gè)實(shí)施方式(使用 球頭立銑刀作為切削工具)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 (球頭立銑刀的結(jié)構(gòu))圖1 圖3分別表示球頭立銑刀的正面、左側(cè)面、底面。球頭立銑 刀1由金屬(硬質(zhì)合金)制的立銑刀主體2和金屬(硬質(zhì)合金)制的蓋 罩3等構(gòu)成。立銑刀主體2將頭部6 —體地連接設(shè)置在支軸部4的前端， 立銑刀主體2的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為大約90mm。支軸部4形成大約為cplOmm的 大致圓柱狀，在大致中央部形成有大約cp5mm的圓柱狀的抽吸通路(空 腔)7 (因此，抽吸通路7的截面積大約為19.6mm2)。此外，頭部6形成 為半圓球與大約cplOmm的大致半圓柱狀的前端相連的形狀(恰如沿縱向 將吊鐘一分為二的形狀)。并且，在前端的半圓球狀的部分，沿著內(nèi)側(cè)的 平坦面與外側(cè)的球面之間的棱線形成有圓弧狀(大約1/4圓周狀)的切削 刃5，并且該內(nèi)側(cè)的平坦部分成為前刀面S。進(jìn)而，在比該切削刃5的基 端的高度稍靠上方的部分刻設(shè)有半圓柱狀的抽吸槽8，該抽吸槽8處于與 形成在支軸部4中的抽吸通路7連通的狀態(tài)。此外，在與頭部6的切削 刃5形成側(cè)相反側(cè)(圖1中的紙面的進(jìn)深側(cè))形成有用于與蓋罩3旋合 固定的螺紋槽(未圖示)。此外，蓋罩3與頭部6同樣，形成為半圓球與半圓柱的前端相連的 形狀(另外，蓋罩的直徑比頭部6的直徑略小)。并且，在前端側(cè)的半球 狀部分的內(nèi)側(cè)，形成有小一圈的半圓球狀的抽吸凹部9，該抽吸凹部9處 于與形成在該抽吸凹部9的基端側(cè)的半圓柱狀的抽吸槽10連通的狀態(tài)。 再有，在蓋罩3的前端設(shè)置有同一寬度的圓弧狀(大約1/4圓周狀)的切 口 11。除此之外，在與蓋罩3的切口 11的形成側(cè)相反側(cè)(圖1中的紙面 的進(jìn)深側(cè))貫通設(shè)置有用于與立銑刀主體2的頭部6螺紋固定的螺紋孔(未圖示)。所述的蓋罩3，在其與立銑刀主體2的頭部6的平坦面接合的狀態(tài) 下，利用螺釘14，將其內(nèi)側(cè)的平坦面旋合固定在頭部6上。進(jìn)而，像這 樣，在蓋罩3旋合固定在立銑刀主體2的頭部6上的狀態(tài)下，蓋罩3的 抽吸凹部9和抽吸槽10，以及立銑刀主體2的頭部6的抽吸槽8和抽吸 通路7成為形成了連續(xù)的空腔的狀態(tài)。另外，在蓋罩3旋合固定在立銑 刀主體2的頭部6上的狀態(tài)下，蓋罩3的前端位于比切削刃5的前端向 上側(cè)一個(gè)刃的進(jìn)給量(即，安裝在主軸裝置上的球頭立銑刀每轉(zhuǎn)的進(jìn)給 量)。除此之外，在蓋罩3旋合固定在立銑刀主體2的頭部6上的狀態(tài)下， 通過(guò)蓋罩3的切口 11，以與立銑刀主體2的切削刃5的前刀面S鄰接的 方式，形成有彎曲成圓弧狀(大約1/4圓周狀)的切槽狀(一定寬度的帶 狀)的開(kāi)口部(面積為5mr^的間隙)12。如上所述構(gòu)成的球頭立銑刀1構(gòu)成為，通過(guò)使抽吸通路7內(nèi)成為負(fù) 壓(進(jìn)行抽吸)，如圖4所示，從而能夠形成"切削刃5的加工點(diǎn)周圍— 切槽狀的開(kāi)口部12—切削刃5的前刀面S—抽吸通路7—夾具(未圖示) 內(nèi)的切屑排出通路"這一高速的空氣流。因此，利用較少能量就能夠從加 工點(diǎn)將切屑高效地排除(參考圖5)。此外，通過(guò)產(chǎn)生沿著切削刃5的前刀面S的高速的空氣流，并通過(guò) 始終向加工點(diǎn)周圍供給清新的空氣(或者，其他置換介質(zhì))，從而能夠?qū)?存在于加工點(diǎn)周圍的切削液高效地抽吸，使切削液集中在加工點(diǎn)，能夠 促進(jìn)前刀面S上的切屑的潤(rùn)滑。此外，在球頭立銑刀1中，由于可瞬間 吸取被切削熱汽化后的切削液蒸汽，因此加工點(diǎn)周圍的蒸汽壓保持得較 低，所以吸收連續(xù)產(chǎn)生的切削熱的效果保持得較好。 (使用球頭立銑刀的切削加工)使用如上所述構(gòu)成的球頭立銑刀1進(jìn)行金屬制工件的切削加工。如 圖6所示，工件的切削加工的方法如下利用安裝有球頭立銑刀1的主 軸裝置(未圖示)，在設(shè)置于工件W上的傾斜面(傾斜角度30。) F上切 削形成預(yù)定深度的槽。并且，預(yù)先在工件W的傾斜面F上涂敷作為油性 切削液的油劑，在此狀態(tài)下進(jìn)行切削加工。再有，在切削加工時(shí)，在安裝有球頭立銑刀1的主軸裝置上連接lkw的抽吸裝置(未圖示)來(lái)對(duì)球 頭立銑刀1內(nèi)的抽吸通路7內(nèi)進(jìn)行抽吸。另外，將利用抽吸裝置進(jìn)行的抽吸的輸出調(diào)節(jié)為40公升/分(因而，在計(jì)算中，抽吸物通過(guò)開(kāi)口部12 的速度為133m/sec，抽吸物通過(guò)抽吸通路7的速度為20m/min)。然后， 在實(shí)施了如上所述的切削加工后，目視觀察工件W的加工狀態(tài)。另外，為了了解油劑的潤(rùn)滑效率，將工件W放置在振動(dòng)測(cè)定器13 上，在該狀態(tài)下進(jìn)行切削加工，并分別計(jì)算在沒(méi)有油劑的狀態(tài)下進(jìn)行 切削加工(干式加工)時(shí)的動(dòng)力(振動(dòng)值)和在有油劑的狀態(tài)下進(jìn)行切 削加工(濕式加工)時(shí)的動(dòng)力，根據(jù)下式(1)計(jì)算切削動(dòng)力減小率(％)。 此外，為了確認(rèn)抽吸和安裝蓋罩的效果，以如下四種基準(zhǔn)進(jìn)行切削加工 (i )有抽吸有蓋罩，(ii)有抽吸無(wú)蓋罩，(m)無(wú)抽吸有蓋罩，(iv) 無(wú)抽吸無(wú)蓋罩。切削動(dòng)力減小率=(干式加工時(shí)的動(dòng)力-濕式加工時(shí)的動(dòng)力)/干式 加工時(shí)的動(dòng)力xlOO ... (1)按照如上所述的四種基準(zhǔn)進(jìn)行切削加工，結(jié)果可知，在球頭立銑刀 1的前端安裝蓋罩3并一邊抽吸一邊進(jìn)行切削加工的情況下，工件W的 切削加工面非常良好。此外，圖7表示以上述(i ) (iv)四種水準(zhǔn) 進(jìn)行切削加工時(shí)的切削動(dòng)力減小率(％)，可知，與其他情況相比，在球 頭立銑刀1的前端安裝蓋罩3并一邊抽吸一邊進(jìn)行切削加工的情況下， 切削動(dòng)力減小率(％)變大，能夠?qū)崿F(xiàn)非常高的潤(rùn)滑效率。由于使用球頭立銑刀1的上述切削加工方法如下使油劑存在于切 削加工點(diǎn)的周圍，通過(guò)使抽吸通路7內(nèi)成為負(fù)壓，從開(kāi)口部12抽吸切削 加工點(diǎn)周圍的油劑，同時(shí)對(duì)工件W進(jìn)行切削加工，所以通過(guò)產(chǎn)生沿著切 削刃5的前刀面S的高速空氣流來(lái)促進(jìn)前刀面S上的油劑對(duì)切屑的潤(rùn)滑， 從而以較少能量就能夠從切削加工點(diǎn)高效地將切屑排除。因此，根據(jù)上 述的切削加工方法，能夠高精度地加工工件W。此外，上述切削加工方法構(gòu)成為通過(guò)預(yù)先將油劑涂敷在工件W的 切削加工面F上，從而使油劑存在于切削加工點(diǎn)周圍，所以無(wú)需使用噴 射切削液霧沫用的噴嘴等，因此能夠以低成本對(duì)工件W實(shí)施切削加工。另外，本發(fā)明的切削加工方法的結(jié)構(gòu)不限于上述實(shí)施方式的形式， 在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，可以適當(dāng)?shù)馗淖兦邢鞴ぞ叩姆N類、切 削液的種類、使切削液存在于切削加工點(diǎn)周圍的方法、抽吸裝置的輸出 等結(jié)構(gòu)。例如，在本發(fā)明的切削加工方法中使用的切削工具，并不僅限于上 述實(shí)施方式那樣的球頭立銑刀，也可以變化為其它立銑刀或鉆頭等。另 外，并不僅限于設(shè)置金屬制的蓋罩，也可以設(shè)置由陶瓷等金屬以外的材 料形成的蓋罩。此外，在本發(fā)明的切削加工方法中使用的切削工具，不 僅限于如上述實(shí)施方式那樣將具有半圓球與半圓柱的前端相連的形狀的 蓋罩固定在工具主體的前端，也可以根據(jù)需要改變工具主體的形狀和蓋 罩的形狀。此外，本發(fā)明的切削加工方法，并不僅限于如上述實(shí)施方式那樣使 用油劑，也可以變化為使用水性切削液。根據(jù)不同情況也可以同時(shí)使用 油性切削液和水性切削液。另外，本發(fā)明的切削加工方法，并不僅限于 在空氣中切削工件，也可以在將空氣置換為其他氣體的環(huán)境下切削工件。 此外，被切削加工的工件，并不僅限于金屬制工件，也可以是樹(shù)脂制的 或陶瓷等非金屬制的工件。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的切削加工方法，由于具有如上所述的優(yōu)秀效果，因此，可 以理想地利用在各種工件的切削加工中。
權(quán)利要求
1.一種切削加工方法，該切削加工方法利用前端設(shè)置有切削刃的切削工具，通過(guò)使該切削工具對(duì)工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)對(duì)工件進(jìn)行切削加工，其特征在于，上述切削工具在與切削刃的前刀面鄰接的部分設(shè)置切槽狀的開(kāi)口部，并在內(nèi)部形成與該開(kāi)口部連通的抽吸通路，使油性切削液存在于切削加工點(diǎn)的周圍，通過(guò)使抽吸通路內(nèi)成為負(fù)壓，從而從開(kāi)口部抽吸在切削加工點(diǎn)周圍的油性切削液，同時(shí)對(duì)工件進(jìn)行切削加工。
2. —種切削加工方法，該切削加工方法利用前端設(shè)置有切削刃的切 削工具，通過(guò)使該切削工具對(duì)工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)對(duì)工件進(jìn)行切削加工，其 特征在于，上述切削工具在與切削刃的前刀面鄰接的部分設(shè)置切槽狀的開(kāi)口 部，并在內(nèi)部形成與該開(kāi)口部連通的抽吸通路，使水性切削液存在于切削加工點(diǎn)的周圍，通過(guò)使抽吸通路內(nèi)成為負(fù) 壓，從而從開(kāi)口部抽吸在切削加工點(diǎn)周圍的水性切削液，同時(shí)對(duì)工件進(jìn) 行切削加工。
3. 權(quán)利要求1或2所述的切削加工方法，其特征在于， 通過(guò)預(yù)先將切削液涂敷在工件的切削加工面上，從而可以使切削液存在于切削加工點(diǎn)的周圍。
全文摘要
本發(fā)明提供一種切削加工方法，使得以較小的耗電就能夠從切削加工點(diǎn)周圍高效地排除切屑，能夠?qū)ぜ?shí)施高精度的切削加工。球頭立銑刀在與切削刃的前刀面鄰接的部分形成切槽狀的開(kāi)口部，并在內(nèi)部形成抽吸通路，使用上述這樣的球頭立銑刀，經(jīng)由抽吸通路從開(kāi)口部抽吸切削刃的周圍，同時(shí)對(duì)工件的預(yù)先涂敷有油劑的傾斜面進(jìn)行切削加工。其結(jié)果是，可知從開(kāi)口部對(duì)切削刃的周圍進(jìn)行了抽吸的情況，與沒(méi)有進(jìn)行抽吸的情況相比，切削動(dòng)力減小率變高。
文檔編號(hào)B23Q11/10GK101332572SQ20081013190
公開(kāi)日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2008年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月29日
發(fā)明者若岡俊介, 長(zhǎng)谷部孝男 申請(qǐng)人:大隈株式會(huì)社